JP3664953B2 - 半導体集積回路装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路装置に関するもので、特に、ＬＳＩ（Large Scale Integrated circuit）間でデータの送受信を行うデータ伝送技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、データ伝送線を介して複数のＬＳＩを接続した半導体集積回路装置においては、送信データ量の増大などにともなって、データ伝送速度の向上が求められている。
【０００３】
特に、単一方向通信でのデータ伝送速度を上げる場合、通常、データ信号の電圧振幅を小さくすることが行われている。その際、外部ノイズの影響を排除するために、差動信号方式とする場合が多い。
【０００４】
これは、例えば図１４に示すように、送信側ＬＳＩ（第１の集積回路）１０１の各送信装置Ｔｘ₁〜Ｔｘ_Nと、受信側ＬＳＩ（第２の集積回路）２０１の各受信装置Ｒｘ₁〜Ｒｘ_Nとの間を、それぞれ、２本（一対）のデータ伝送線Ｌ₁ａ，Ｌ₁ｂ〜Ｌ_Nａ，Ｌ_Nｂを介して接続し、そのデータ伝送線Ｌ間に生じる電位差によって、データの高速伝送を実現する方法である。
【０００５】
しかしながら、この方法の場合、外部ノイズの影響を抑制する見返りとして、データ伝送線Ｌの本数が２倍に増えるという問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように従来においては、ＬＳＩ間でのデータ伝送速度を上げる場合、差動信号方式とすることで、小振幅信号を伝送する際の外部ノイズの影響を抑制できるものの、差動信号方式でない場合（非差動信号方式）に比べ、データ伝送線の本数やパッド数が２倍必要になる。例えば、非差動信号方式の場合と送信できるデータ量を同じにしようとすると、データ伝送線やパッド数が大幅に増える（換言すれば、非差動信号方式の場合とデータ伝送線やパッド数を同じにしようとすると、送信できるデータ量が期待通りに増大しない）という問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、高い周波数で動作が可能な差動信号方式を用い、従来の差動信号方式よりもデータ伝送線の本数やパッド数を少なくすることができ、しかも、送信できるデータ量を増大させることが可能な半導体集積回路装置を提供することである。
【０００８】
上記目的を達成するための本発明による半導体集積回路装置は、Ｎ（Ｎは２以上の整数）ビットのデータの送受信を差動信号方式で行う半導体集積回路装置において、前記データの送信を行う、Ｎ個の送信装置を有する第１の集積回路と、前記データの検出を行う、Ｎ−１個の受信装置を有する第２の集積回路と、前記送信装置と前記受信装置とを接続し、前記Ｎビットのデータを差動信号で伝送するＮ本のデータ伝送線とを備え、Ｎ番目の前記データ伝送線を、Ｎ−１番目とＮ番目の前記送信装置間で共有することを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明による半導体集積回路装置は、各１ビットの第１および第２のデータの送信を行う、差動信号方式の第１および第２の送信装置を有する第１の集積回路と、前記第１および第２のデータの検出を行う、差動信号方式の受信装置を有する第２の集積回路と、前記第１の送信装置と前記受信装置とを接続し、前記第１のデータの一極性の信号を伝送する第１のデータ伝送線と、前記第１および第２の送信装置と前記受信装置とを接続し、前記第１のデータの他の極性の信号および前記第２のデータの一極性の信号を伝送する第２のデータ伝送線とを備えることを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる半導体集積回路装置の一構成例を概略的に示すものである。
【００１２】
この半導体集積回路装置は、送信側ＬＳＩ（第１の集積回路）１１と受信側ＬＳＩ（第２の集積回路）１２との間が、複数のデータ伝送線Ｌを介して接続されている。この場合、送信側ＬＳＩ１１から受信側ＬＳＩ１２へのデータ伝送を、それぞれ一対（２本）のデータ伝送線Ｌ間の電位差により行う、いわゆる差動信号方式の単一方向通信が実現されている。
【００１３】
上記送信側ＬＳＩ１１は、送信データＳ₁〜Ｓ_Nの出力を差動信号で行うための、少なくとも２つ以上の送信装置Ｔｘ₁〜Ｔｘ_N、データ伝送線Ｌ₀〜Ｌ_Nの一端（送信側）がそれぞれ接続される複数の送信パッド１３、および、基準信号ＲＥＦを発生するための発生装置（基準信号発生手段）１４を有して構成されている。
【００１４】
上記送信装置Ｔｘ₁〜Ｔｘ_Nは、例えば図２に示すように、隣接する送信パッド１３の一方／他方にそれぞれつながる２つの出力端子２１ａ_-1，２１ａ_-2と、定電流源２１ｂと、この定電流源１２ｂに流れる電流ｉ_Oを送信データＳ（Ｓ₁〜Ｓ_N）に応じて、いずれかの出力端子２１ａ_-1，２１ａ_-2に振り分けるためのスイッチ回路２１ｃとから、それぞれ構成されている。尚、このような構成の送信装置Ｔｘ₁〜Ｔｘ_Nは、トランジスタの差動対を用いることによって簡単に実現できる。
【００１５】
また、図１において発生装置１４は、例えば送信装置Ｔｘ₁〜Ｔｘ_Nの定電流源２１ｂに流れる電流ｉ_Oの、１／２の電流ｉ_O／２を、基準信号ＲＥＦとして発生するための電流源からなっている。
【００１６】
上記受信側ＬＳＩ１２は、送信データＳ₁〜Ｓ_Nの検出を差動信号で行うための、少なくとも２つ以上の受信装置Ｒｘ₁〜Ｒｘ_N、データ伝送線Ｌ₀〜Ｌ_Nの他端（受信側）がそれぞれ接続される複数の受信パッド１５、および、受信データＤ₁〜Ｄ_Nを判定するための受信データ判定装置１６から構成されている。
【００１７】
上記受信装置Ｒｘ₁〜Ｒｘ_Nは、例えば隣接する受信パッド１５の一方／他方にそれぞれつながる２つの入力端子と、該入力端子間の電位差ΔＶ₁〜ΔＶ_Nを大小関係により検出するための少なくとも２つ以上の異なる基準値をもつ比較器（いずれも図示していない）を有して、それぞれ構成されている。
【００１８】
上記各データ伝送線Ｌは、一端が各送信パッド１３に接続されるとともに、他端が各受信パッド１５に接続されて、その一部が隣接する送信装置Ｔｘ，Ｔｘ間および隣接する受信装置Ｒｘ，Ｒｘ間でそれぞれ共有されている。データ伝送線Ｌ₀は、発生装置１４と受信装置Ｒｘ₁間に接続されている。また、データ伝送線Ｌの各受信装置Ｒｘ側端は、該データ伝送線Ｌの特性インピーダンスＺ₀にマッチングするように、抵抗１７（Ｚ₀＝Ｒ）をそれぞれ介して終端されている。
【００１９】
すなわち、データ伝送を差動信号方式とした場合、送信装置Ｔｘおよび受信装置Ｒｘは、ともに差動信号によりデータを表現することになるため、一組の送受信装置あたり２本のデータ伝送線Ｌが必要となるのは、先に述べたとおりである。
【００２０】
本実施形態では、送受信装置間をつなぐデータ伝送線Ｌを、隣接する送信装置Ｔｘ，Ｔｘ間および隣接する受信装置Ｒｘ，Ｒｘ間で共有し、差動信号方式によるデータ伝送を実現できるように構成したことを特徴としている。
【００２１】
例えば、送信装置Ｔｘ₂は、データ伝送線Ｌ₂とデータ伝送線Ｌ₃とを用いてデータを伝送するが、データ伝送線Ｌ₂は送信装置Ｔｘ₁と、また、データ伝送線Ｌ₃は送信装置Ｔｘ₃と、それぞれ共有している。
【００２２】
このように、差動信号によりデータ伝送を行うにもかかわらず、データ伝送線Ｌの本数を、非差動信号方式の場合とほぼ同じ本数に抑えることができる。正確には、送受信装置の組数をＮとした時、データ伝送線Ｌは「Ｎ＋１」本で済むことになる。
【００２３】
尚、発生装置１４は、送信側ＬＳＩ内部ではなく、受信側ＬＳＩ内部にあってもよいし、外部にあってもよい。受信側ＬＳＩ内部にある場合は、送受信装置の組数をＮとした時、データ伝送線は「Ｎ」本で済むことになる。
【００２４】
ここで、本実施形態のように、隣接する送信装置Ｔｘ間および隣接する受信装置Ｒｘ間でデータ伝送線Ｌを共有するようにした場合、受信端で観測されるデータ伝送線Ｌ間の電位差は多値となり、受信データＤの復元には工夫が必要になる。
【００２５】
これは、受信装置Ｒｘの検出電位差信号は、対応する送信装置Ｔｘからの送信データＳに対して一意ではなく、隣接する（データ伝送線Ｌを共有する）送信装置Ｔｘからの送信データＳが重ねあわされているためであり、少なくとも対応する受信装置Ｒｘを含む、他の受信装置Ｒｘにおける検出電位差信号の情報を使うことによって、初めて一意に復元できる。
【００２６】
例えば、受信装置Ｒｘ₃で検出された電位差ΔＶ₃では、送信データＳ₃に対応する受信データＤ₃を復元できない。この場合、隣接する受信装置Ｒｘ₂などの検出電位差信号を考慮しなければならない。このような受信データＤの復元を行うのが受信データ判定装置１６である。
【００２７】
以下に、受信データＤの復元方法について詳しく説明する。尚、ここでは図２に示すように、送信データＳが“１”の時には送信装置Ｔｘの一方（図示上側）の出力端子２１ａ_-1に電流ｉ_Oが流れるように、また、送信データＳが“０”の時には他方（図示下側）の出力端子２１ａ_-2に電流ｉ_Oが流れるように、各送信装置Ｔｘが制御されるものとする。
【００２８】
また、受信装置Ｒｘで検出される受信電圧の正負は、図１の受信側ＬＳＩ１２の受信パッド１５間に示した矢印の先の電位が、矢印の根元の電位よりも高い時に「正」、低い時に「負」、と定義する。
【００２９】
例えば図３において、第１番目の送信装置Ｔｘ₁により送られる送信データＳ₁について考える。この時、データ伝送線Ｌ₁を考えると、送信データＳ₁＝“１”の場合、電流ｉ_Oが受信装置Ｒｘ₁側から送信装置Ｔｘ₁側へ流れ、送信データＳ₁＝“０”の場合、電流ｉ_Oは流れない。
【００３０】
一方、データ伝送線Ｌ₀には、常に発生装置１４からの電流ｉ_O／２が流れている。
【００３１】
したがって、受信データ判定装置１６により、ΔＶ₁＝Ｒｉ_O／２の時、受信データＤ₁は“１”と判定され、ΔＶ₁＝−Ｒｉ_O／２の時には受信データＤ₁＝“０”と判定される。
【００３２】
次に、第２番目の受信装置Ｔｘ₂により送られる送信データＳ₂について考える。この場合、受信データＤ₁の値により、受信データＤ₂の“０／１”の判定しきい値（基準値）が異なってくる。
【００３３】
例えば、受信データＤ₁＝“１”の時は、このデータ伝送に誤りがないと仮定すれば、送信データＳ₁＝“１”である。この時、データ伝送線Ｌ₁には送信装置Ｔｘ₁からの電流ｉ_Oが流れているので、ΔＶ₂＝０と検出された場合、データ伝送線Ｌ₂にも電流ｉ_Oが流れている。したがって、受信データＤ₂＝“１”と判定される。
【００３４】
また、ΔＶ₂＝−Ｒｉ_Oと検出された場合は、データ伝送線Ｌ₂には電流ｉ_Oが流れていないことになるので、受信データＤ₂＝“０”と判定される。
【００３５】
一方、受信データＤ₁＝“０”の時は、送信装置Ｔｘ₁によりデータ伝送線Ｌ₁には電流ｉ_Oが流れておらず、データ伝送線Ｌ₂には送信装置Ｔｘ₁により電流ｉ_Oがすでに流れていることになる。したがって、ΔＶ₂＝２Ｒｉ_Oと検出された場合、データ伝送線Ｌ₂には電流２ｉ_Oが流れている。すなわち、送信装置Ｔｘ₂によりデータ伝送線Ｌ₂には受信装置Ｒｘ₂側から送信装置Ｔｘ₂側に流れるｉ_Oが追加されていることがわかり、受信データＤ₂＝“１”と判定される。
【００３６】
また、ΔＶ₂＝Ｒｉ_Oと検出された場合には、データ伝送線Ｌ₂には電流ｉ_Oしか流れていない。したがって、受信データＤ₂＝“０”と判定される。
【００３７】
表１は、電位差ΔＶ₂と、受信データＤ₁，Ｄ₂の関係をまとめて示したものである。
【００３８】
【表１】

【００３９】
次に、さらに一般の場合について、図４を用いて説明する。
【００４０】
図４において、ｋ番目（ｋ≠１，２）の送信装置Ｔｘ_kにより送られる送信データＳ_kについて考える。この場合、受信データＤ_kを判定するには、受信データＤ_k-1およびＤ_k-2を必要とする。
【００４１】
例えば、受信データＤ_k-2＝Ｄ_k-1＝“０”の場合は、このデータ伝送に誤りがないと仮定すれば、送信データＳ_k-2＝Ｓ_k-1＝“０”であり、送信装置Ｔｘ_k-2，Ｔｘ_k-1からデータ伝送線Ｌ_k-1，Ｌ_kにそれぞれ電流ｉ_Oが流れている。
【００４２】
ここで、送信データＳ_k＝“０”ならば、送信装置Ｔｘ_kはデータ伝送線Ｌ_kではなく、データ伝送線Ｌ_k+1に電流ｉ_Oを流すので、ΔＶ_k＝“０”となる。
【００４３】
一方、送信データＳ_k＝“１”ならば、送信装置Ｔｘ_kはデータ伝送線Ｌ_k+1ではなく、データ伝送線Ｌ_kに電流ｉ_Oを流すので、ΔＶ_k＝Ｒｉ_Oとなる。
【００４４】
したがって、下記に示す表２のように、受信データＤ_k-2＝Ｄ_k-1＝“０”の時、検出した電位差ΔＶ_k＝０ならば受信データＤ_k＝“０”、検出した電位差ΔＶ_k＝Ｒｉ_Oならば、受信データＤ_k＝“１”と判定される。
【００４５】
送信データＳ_k-2＝“１”、かつ、Ｓ_k-1＝“０”の場合は、送信装置Ｔｘ_k-2，Ｔｘ_k-1により、データ伝送線Ｌ_k-2，Ｌ_kにそれぞれ電流ｉ_Oが流れており、データ伝送線Ｌ_k-1には電流ｉ_Oが流れていない。
【００４６】
ここで、送信データＳ_k＝“０”ならば、送信装置Ｔｘ_kは、データ伝送線Ｌ_kではなく、データ伝送線Ｌ_k+1に電流ｉ_Oを流すので、ΔＶ_k＝Ｒｉ_Oとなる。
【００４７】
一方、送信データＳ_k＝“１”ならば、送信装置Ｔｘ_kは、データ伝送線Ｌ_k+1ではなく、データ伝送線Ｌ_kに電流ｉ_Oを流すので、ΔＶ_k＝２Ｒｉ_Oとなる。
【００４８】
したがって、下記に示す表２のように、送信データＳ_k-2＝“１”かつＳ_k-1＝“０”の場合、検出した電位差ΔＶ_k＝Ｒｉ_Oならば受信データＤ_k＝“０”、検出した電位差ΔＶ_k＝２Ｒｉ_Oならば受信データＤ_k＝“１”と判定される。
【００４９】
このように、検出された電位差ΔＶ_kが同じ値（例えば、Ｒｉ_O）となる場合であっても、受信データＤ_k-1，Ｄ_k-2によって、受信データＤ_kが異なってくる。したがって、正しく判定するには、受信データＤ_k-2，Ｄ_k-1が必要になる。
【００５０】
【表２】

【００５１】
尚、表２には、受信データＤ_k-1，Ｄ_k-2の取り得る値のすべての組み合わせを考慮した時の、電位差ΔＶ_kと受信データＤ_kとの関係をまとめて示している。
【００５２】
この表２からも、ｋについての帰納法を用いることによって、以上の方法を用いると、すべてのｋに対する受信データを一意に復元できることが証明できる。
【００５３】
上記したように、非差動信号の場合よりも高い周波数で動作が可能な差動信号方式を用いて、非差動信号方式の場合と同程度の数の伝送線に抑えられ、データ伝送速度を大幅に向上できるようになる。
【００５４】
すなわち、送受信装置間をつなぐデータ伝送線を、隣接する送信装置間および隣接する受信装置間で共有させるようにしていることにより、高い周波数で動作が可能な差動信号によりデータの送受信を行え、かつ、データ伝送線の本数を非差動信号方式の場合とほぼ同じ本数に抑えることが可能となる。したがって、データの伝送効率を改善できるようになる結果、送信するデータ量を差動信号方式の場合と同じにしようとする場合には、データ伝送線の本数やパッド数を減少でき、また、データ伝送線やパッド数を非差動信号方式の場合と同じにしようとする場合には、送信できるデータ量を増大させることが可能となるものである。
【００５５】
尚、上述した第１の実施形態における差動信号の多値検出（受信装置Ｒｘ）には、例えば図５（ａ）に示すような、差動比較器を用いることができる。
【００５６】
この差動比較器は、同図に示すように、４つの入力端子を有し、そのうちの２つには外部（データ伝送線）からの入力Ｖｉｎ１，Ｖｉｎ２が、残りの２つには基準電圧Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅｆ２が印加される。
【００５７】
ここで、入力Ｖｉｎ２の電位を基準とした入力Ｖｉｎ１の電位との差をΔＶｉｎとし、また、基準電圧Ｖｒｅｆ２の電位を基準とした基準電圧Ｖｒｅｆ１の電位との差をΔＶｒｅｆとする。
【００５８】
一方、出力Ｖｏｕｔは二値で、例えば、電位差ΔＶｉｎが電位差ΔＶｒｅｆよりも大きい時に“Ｈ”、小さい時に“Ｌ”というディジタル値をとるようになっている。これにより、入力Ｖｉｎ１，Ｖｉｎ２の電位差ΔＶｉｎが、基準電圧Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅｆ２で規定される電位差ΔＶｒｅｆよりも大きいか否かを判定することができる。
【００５９】
本実施形態では、各受信装置Ｒｘへの入力となる２つのデータ伝送線Ｌ間の電位差として取り得る値は、−２Ｒｉ_O，−Ｒｉ_O，０，Ｒｉ_O，２Ｒｉ_Oの５通りある。
【００６０】
したがって、これを検出するには、例えば同図（ｂ）に示すように、上述した差動比較器を４つ用意し、それぞれの基準電位差として、ΔＶｒｅｆ１，ΔＶｒｅｆ２，ΔＶｒｅｆ３，ΔＶｒｅｆ４を与えればよい。ただし、−２Ｒｉ_O＜ΔＶｒｅｆ１＜−Ｒｉ_O＜ΔＶｒｅｆ２＜０＜ΔＶｒｅｆ３＜Ｒｉ_O＜ΔＶｒｅｆ４＜２Ｒｉ_Oという関係を満たすように、基準電圧Ｖｒｅｆ１１〜Ｖｒｅｆ４２を選ぶものとする。これにより、出力Ｖｏｕｔ１〜Ｖｏｕｔ４を観測していると、電位差が５つのレベルのうちのどの値となっているかを判定することができる。
【００６１】
例えば、２つのデータ伝送線Ｌ間の電位差ΔＶｉｎ＝Ｖｉｎ１−Ｖｉｎ２がＲｉ_Oの時には、差動比較器の出力のうち、Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２，Ｖｏｕｔ３は“Ｈ”レベルを、Ｖｏｕｔ４は“Ｌ”レベルを出力する。また、２つのデータ伝送線Ｌ間の電位差ΔＶｉｎ＝Ｖｉｎ１−Ｖｉｎ２が０の時には、差動比較器の出力のうち、Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２は“Ｈ”レベルを、Ｖｏｕｔ３，Ｖｏｕｔ４は“Ｌ”レベルを出力する。
【００６２】
尚、後掲する表３は、各比較器の出力Ｖｏｕｔ１〜Ｖｏｕｔ４と、これにより検出される入力端子間の電位差ΔＶｉｎとの関係をまとめて示したものである。
【００６３】
【表３】

【００６４】
また、第１の実施形態では、データ伝送線の各受信装置側端を、それぞれ抵抗を介して終端することによりデータ伝送間に生じる電位差を検出し、検出信号を得るように構成した場合を例に説明したが、これに限らず、例えばデータ伝送線を流れる電流を検出することによっても可能である。
（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２の実施形態にかかる半導体集積回路装置の一構成例を概略的に示すものである。尚、第２の実施形態の発明は、第１の実施形態における基準信号ＲＥＦを発生するための発生装置（基準信号発生回路）を不要とするものである。
【００６５】
この半導体集積回路装置は、送信側ＬＳＩ（第１の集積回路）１１と、受信側ＬＳＩ（第２の集積回路）１２とが、複数のデータ伝送線Ｌを介して接続され、送信側ＬＳＩ１１から受信側ＬＳＩ１２へのデータ伝送を、それぞれ一対（２本）のデータ伝送線Ｌ間の電位差により行う、いわゆる差動信号方式の単一方向通信が実現されている。
【００６６】
上記送信側ＬＳＩ１１は、送信データＳ₁〜Ｓ_Nの出力を差動信号で行うための、少なくとも２つ以上の送信装置Ｔｘ₁〜Ｔｘ_N、上記データ伝送線Ｌ₁〜Ｌ_Nの一端（送信側）がそれぞれ接続される複数の送信パッド１３を有して構成されている。送信装置Ｔｘは、第１の実施形態と同様な構成を有している。
【００６７】
上記送信側ＬＳＩ１２は、送信データＳ₁〜Ｓ_Nの検出を差動信号で行うための、少なくとも１つ以上の受信装置Ｒｘ₁〜Ｒｘ_N-1、上記データ伝送線Ｌ₁〜Ｌ_Nの他端（受信側）がそれぞれ接続される複数の受信パッド１５、および、受信データＤ₁〜Ｄ_Nを判定するための受信データ判定装置１６から構成されている。
【００６８】
上記データ伝送線Ｌは、一端が各送信パッド１３に接続されるとともに、他端が各受信パッド１５に接続されて、その一部が隣接する送信装置Ｔｘ間および隣接する受信装置Ｒｘ間でそれぞれ共有されている。また、データ伝送線Ｌの各受信装置Ｒｘ側端は、該データ伝送線Ｌの特性インピーダンスＺ₀にマッチングするように、抵抗１７（Ｚ₀＝Ｒ）をそれぞれ介して終端されている。
【００６９】
例えば、送信装置Ｔｘ₂は、データ伝送線Ｌ₂，Ｌ₃を介してデータ伝送するが、データ伝送線Ｌ₂を送信装置Ｔｘ₁と、データ伝送線Ｌ₃を送信装置Ｔｘ₃と、それぞれ共有している。
【００７０】
このように、差動信号によりデータ伝送を行うにもかかわらず、データ伝送線Ｌの本数を、非差動信号方式の場合とほぼ同じ本数に抑えることができる。正確には、送受信装置の組数をＮとした時、データ伝送線Ｌは「Ｎ」本で済むことになる。
【００７１】
以下に、本実施形態の受信データＤの復元方法について、図７を用いて説明する。尚、送信装置Ｔｘは、送信データＳが“１”の時には一方の出力端子に電流ｉ_Oが流れるように、“０”の時には他方の出力端子に電流ｉ_Oが流れるように制御されるものとする。
【００７２】
また、受信装置Ｒｘで検出される受信電圧の正負は、図７の受信側ＬＳＩ１２の受信パッド１５間に示した矢印の先の電位が、矢印の根元の電位よりも高い時に「正」、低い時に「負」と定義する。
【００７３】
まず、第１番目の送信装置Ｔｘ₁により送られる送信データＳ₁と、第２番目の送信装置Ｔｘ₂により送られる送信データＳ₂を考える。この時、送信データＳ₁が“１”の時にはデータ伝送線Ｌ₁に電流ｉ_Oが流れるように、送信データＳ₁が“０”の時にはデータ伝送線Ｌ₂に電流ｉ_Oが流れるように制御されるものとする。また、送信データＳ₂が“１”の時にはデータ伝送線Ｌ₂に電流ｉ_Oが流れるように、送信データＳ₂が“０”の時にはデータ伝送線Ｌ₃に電流ｉ_Oが流れるように制御されるものとする。
【００７４】
受信装置Ｒｘ₁では、送信データＳ₁およびＳ₂の復元を行う。送信装置Ｔｘ₁，Ｔｘ₂から送られる送信データＳ₁，Ｓ₂は、次の４通りが考えられ、受信装置Ｒｘ₁により電位差ΔＶ₁を検出する。
【００７５】
送信データＳ₁＝“１”、送信データＳ₂＝“１”の場合、データ伝送線Ｌ₁には送信装置Ｔｘ₁により、データ伝送線Ｌ₂には送信装置Ｔｘ₂により電流ｉ_Oが流れるので、電位差ΔＶ₁＝０となる。
【００７６】
送信データＳ₁＝“１”、送信データＳ₂＝“０”の場合、データ伝送線Ｌ₁には送信装置Ｔｘ₁により電流ｉ_Oが流れるが、データ伝送線Ｌ₂には電流は流れないので、電位差ΔＶ₁＝−Ｒｉ_Oとなる。
【００７７】
送信データＳ₁＝“０”、送信データＳ₂＝“１”の場合、データ伝送線Ｌ₂には送信装置Ｔｘ₁および送信装置Ｔｘ₂により電流２ｉ_Oが流れるが、データ伝送線Ｌ₁には電流は流れないので、電位差ΔＶ₁＝２Ｒｉ_Oとなる。
【００７８】
また、送信データＳ₁＝“０”、送信データＳ₂＝“０”の場合、データ伝送線Ｌ₂には送信装置Ｔｘ₂により電流ｉ_Oが流れるが、データ伝送線Ｌ₁には電流は流れないので、電位差ΔＶ₁＝Ｒｉ_Oとなる。
【００７９】
したがって、送信データＳ₁，Ｓ₂と電位差ΔＶ₁は、下記に示す表４のような関係となる。
【００８０】
【表４】

【００８１】
これにより、電位差ΔＶ₁から一意に受信データＤ₁，Ｄ₂を復元できる。
【００８２】
次に、第ｋ番目（ｋ≠１，２）の送信装置Ｔｘ_kにより送られる送信データＳ_kを考える。この場合、第１の実施形態と同様に、受信データＤ_kを判定するには、受信データＤ_k-1およびＤ_k-2を必要とする。
【００８３】
受信データＤ_k-2＝Ｄ_k-1＝“０”の場合は、このデータ伝送に誤りがないと仮定すれば、送信データＳ_k-2＝Ｓ_k-1＝“０”であり、送信装置Ｔｘ_k-2，Ｔｘ_k-1からデータ伝送線Ｌ_k-1，Ｌ_kにそれぞれ電流ｉ_Oが流れている。
【００８４】
ここで、送信データＳ_k＝“０”ならば、送信装置Ｔｘ_kはデータ伝送線Ｌ_kではなく、データ伝送線Ｌ_k+1に電流ｉ_Oを流すので、ΔＶ_k-1＝“０”となる。
【００８５】
一方、送信データＳ_k＝“１”ならば、送信装置Ｔｘ_kはデータ伝送線Ｌ_k+1ではなく、データ伝送線Ｌ_kに電流ｉ_Oを流すので、ΔＶ_k-1＝Ｒｉ_Oとなる。
【００８６】
したがって、下記に示す表５のように、受信データＤ_k-2＝Ｄ_k-1＝“０”の時、検出した電位差ΔＶ_k-1＝０ならば受信データＤ_k＝“０”、検出した電位差ΔＶ_k-1＝Ｒｉ_Oならば、受信データＤ_k＝“１”と判定される。
【００８７】
送信データＳ_k-2＝“１”、かつ、Ｓ_k-1＝“０”の場合は、送信装置Ｔｘ_k-2，Ｔｘ_k-1により、データ伝送線Ｌ_k-2，Ｌ_kにそれぞれ電流ｉ_Oが流れており、データ伝送線Ｌ_k-1には電流ｉ_Oが流れていない。
【００８８】
ここで、送信データＳ_k＝“０”ならば、送信装置Ｔｘ_kは、データ伝送線Ｌ_kではなく、データ伝送線Ｌ_k+1に電流ｉ_Oを流すので、ΔＶ_k-1＝Ｒｉ_Oとなる。
【００８９】
一方、送信データＳ_k＝“１”ならば、送信装置Ｔｘ_kは、データ伝送線Ｌ_k+1ではなく、データ伝送線Ｌ_kに電流ｉ_Oを流すので、ΔＶ_k-1＝２Ｒｉ_Oとなる。
【００９０】
したがって、下記に示す表５のように、送信データＳ_k-2＝“１”かつＳ_k-1＝“０”の場合、検出した電位差ΔＶ_k-1＝Ｒｉ_Oならば受信データＤ_k＝“０”、検出した電位差ΔＶ_k-1＝２Ｒｉ_Oならば受信データＤ_k＝“１”と判定される。
【００９１】
このように、検出された電位差ΔＶ_k-1が同じ値（例えば、Ｒｉ_O）となる場合であっても、受信データＤ_k-1，Ｄ_k-2によって、受信データＤ_kが異なってくる。したがって、正しく判定するには、受信データＤ_k-2，Ｄ_k-1が必要になる。
【００９２】
【表５】

【００９３】
表５には、受信データＤ_k-1，Ｄ_k-2の取り得る値のすべての組み合わせを考慮した時の、電位差ΔＶ_k-1と受信データＤ_kとの関係をまとめて示している。
【００９４】
このように、検出された電位差ΔＶ_kが同じ値となる場合であっても、受信データＤ_k-1，Ｄ_k-2によって、受信データＤ_kが判定できるので、３番目以降の送信装置Ｔｘにより送られる送信データＳは、受信データＤ₁およびＤ₂が受信装置Ｒｘ₁による電位差ΔＶ₁から判定されているので、３番目以降の受信データＤも容易に判定できる。
【００９５】
そして、受信データ判定装置１６により、受信装置Ｒｘ_k-1により得られた電位差ΔＶ_k-1をもとに、受信データＤ_kを復元する。
【００９６】
尚、上述した第２の実施形態における差動信号の多値検出（受信装置Ｒｘ）には、第１の実施形態と同様に、例えば図５（ｂ）に示す差動比較器を用いることができる。尚、Ｒｘ₁では、４つのレベルで判定できるので、図５（ａ）の差動比較器が３つあればよい。
【００９７】
上記したように、非差動信号の場合よりも高い周波数で動作が可能な差動信号方式を用いて、非差動信号方式の場合と同程度の数の伝送線に抑えられ、データ伝送速度を大幅に向上できるようになる。
【００９８】
すなわち、送受信装置間をつなぐデータ伝送線を、隣接する送信装置間および隣接する受信装置間で共有させるようにしていることにより、高い周波数で動作が可能な差動信号によりデータの送受信を行え、かつ、データ伝送線の本数を非差動信号方式の場合とほぼ同じ本数に抑えることが可能となる。したがって、データの伝送効率を改善できるようになる結果、送信するデータ量を差動信号方式の場合と同じにしようとする場合には、データ伝送線の本数やパッド数を減少でき、また、データ伝送線やパッド数を非差動信号方式の場合と同じにしようとする場合には、送信できるデータ量を増大させることが可能となるものである。
【００９９】
また、第２の実施形態では、データ伝送線の各受信装置側端を、それぞれ抵抗を介して終端することによりデータ伝送間に生じる電位差を検出し、検出信号を得るように構成した場合を例に説明したが、これに限らず、例えばデータ伝送線を流れる電流を検出することによっても可能である。
（第３の実施形態）
図８は、本発明の第３の実施形態にかかる半導体集積回路装置の一構成例を概略的に示すものである。尚、第３の実施形態の発明は、第２の実施形態に比べ、受信側ＬＳＩの受信装置が少なくてすむものである。
【０１００】
この半導体集積回路装置は、送信側ＬＳＩ（第１の集積回路）１１の各送信装置Ｔｘと、受信側ＬＳＩ（第２の集積回路）１２の受信装置Ｒｘとの間が、複数のデータ伝送線Ｌ₁〜Ｌ_Nを介して接続され、ペア（２つで一組とする）の送信装置で１本のデータ伝送線を共有している。すなわち、送信装置Ｔｘ_k，Ｔｘ_k+1と受信装置Ｒｘ_kk+1は、データ伝送線Ｌ_k，Ｌ_k+1を介して接続されており、送信装置Ｔｘ_kはデータ伝送線Ｌ_kおよびＬ_k+1に接続され、送信装置Ｔｘ_k+1はデータ伝送線Ｌ_k+1のみに接続され、データ伝送線Ｌ_k+1を送信装置Ｔｘ_k，Ｔｘ_k+1で共有している。
【０１０１】
上記送信側ＬＳＩ１１は、送信データＳ₁〜Ｓ_Nの出力を差動信号で行うための、少なくとも２つ以上の送信装置Ｔｘ、上記データ伝送線Ｌの一端（送信側）がそれぞれ接続される複数の送信パッド１３を有して構成されている。送信装置Ｔｘは、第１の実施形態と同様な構成を有している。
【０１０２】
上記受信側ＬＳＩ１２は、送信データＳ₁〜Ｓ_Nの検出を行うための、少なくとも１つ以上の受信装置Ｒｘ、上記データ伝送線Ｌの他端（受信側）がそれぞれ接続される複数の受信パッド１５、および、受信データＤ₁〜Ｄ_Nを判定するための受信データ判定装置１６から構成されている。
【０１０３】
上記データ伝送線Ｌは、一端が各送信パッド１３に接続されるとともに、他端が各受信パッド１５に接続されて、その一部がペアの送信装置Ｔｘで共有されている。また、データ伝送線Ｌの各受信装置Ｒｘ側端は、該データ伝送線Ｌの特性インピーダンスＺ₀にマッチングするように、抵抗１７（Ｒ＝Ｚ₀）をそれぞれ介して終端されている。
【０１０４】
例えば、送信装置Ｔｘ₁はデータ伝送線Ｌ₁，Ｌ₂を介してデータ伝送し、送信装置Ｔｘ₂はデータ伝送線Ｌ₂を介してデータ伝送する。そして、受信装置Ｒｘ₁₂はデータ伝送線Ｌ₁，Ｌ₂を介して送信装置Ｔｘ₁，Ｔｘ₂からの送信データＳ₁，Ｓ₂を受信する。また、送信装置Ｔｘ₃はデータ伝送線Ｌ₃，Ｌ₄を介してデータ伝送し、送信装置Ｔｘ₄はデータ伝送線Ｌ₄を介してデータ伝送する。そして、受信装置Ｒｘ₃₄はデータ伝送線Ｌ₃，Ｌ₄を介して送信装置Ｔｘ₃，Ｔｘ₄からの送信データＳ₃，Ｓ₄を受信する。すなわち、２つの送信装置と１つの受信装置は２本のデータ伝送線を介して接続され、２つの送信装置は２本のデータ伝送線のうち１本を共有している。
【０１０５】
第３の実施形態の場合、隣接するすべての送信装置についてデータ伝送線を共有する必要はなく、さらに、送信側ＬＳＩ１１側に基準信号を発生するための発生装置を有する必要はない。
【０１０６】
このように、第３の実施形態におけるデータ伝送線Ｌの本数は、非差動信号方式の場合と同じ本数（Ｎ本）に抑えることができる。また、受信装置数は、送信装置に対して１／２で済むので、受信側の面積を減少することができる。
【０１０７】
尚、ペアの送信装置Ｔｘ_k，Ｔｘ_k+1を考えた場合、送信装置Ｔｘ_k+1の出力端子の一方は、安定性のために、できれば同じ電源に接続されているのが望ましい。
【０１０８】
以下に、本実施形態の受信データＤの復元方法について、図９を用いて説明する。尚、ここでは第ｋ番目の送信装置Ｔｘ_kと第ｋ＋１番目の送信装置Ｔｘ_k+1のペアを考え、送信装置Ｔｘ_kにより送られる送信データＳ_kが“１”の時にはデータ伝送線Ｌ_kに電流ｉ_Oが流れるように、送信データＳ_kが“０”の時にはデータ伝送線Ｌ_k+1に電流ｉ_Oが流れるように、送信装置Ｔｘ_k+1により送られる送信データＳ_k+1が“１”の時にはデータ伝送線Ｌ_k+1に電流ｉ_Oが流れるように制御されるものとする。また、送信データＳ_k+1が“０”の時にはデータ伝送線に電流が流れるような制御はされない。
【０１０９】
受信装置Ｒｘ_kk+1で検出される受信電圧の正負は、図９の受信側ＬＳＩ１２の受信パッド１５間に示した矢印の先の電位が、矢印の根元の電位よりも高い時に「正」、低い時に「負」と定義する。
【０１１０】
送信装置Ｔｘ_k，Ｔｘ_k+1から送られる送信データＳ_k，Ｓ_k+1は、次の４通りが考えられる。
【０１１１】
送信データＳ_k＝“１”、送信データＳ_k+1＝“１”の場合、データ伝送線Ｌ_kには送信装置Ｔｘ_kにより、データ伝送線Ｌ_k+1には送信装置Ｔｘ_k+1により電流ｉ_Oが流れるので、電位差ΔＶ_kk+1＝０となる。
【０１１２】
送信データＳ_k＝“１”、送信データＳ_k+1＝“０”の場合、データ伝送線Ｌ_kには送信装置Ｔｘ_kにより電流ｉ_Oが流れるが、データ伝送線Ｌ_k+1には電流は流れないので、電位差ΔＶ_kk+1＝−Ｒｉ_Oとなる。
【０１１３】
送信データＳ_k＝“０”、送信データＳ_k+1＝“１”の場合、データ伝送線Ｌ_k+1には送信装置Ｔｘ_kおよび送信装置Ｔｘ_k+1により電流２ｉ_Oが流れるが、データ伝送線Ｌ_kには電流は流れないので、電位差ΔＶ_kk+1＝２Ｒｉ_Oとなる。
【０１１４】
また、送信データＳ_k＝“０”、送信データＳ_k+1＝“０”の場合、データ伝送線Ｌ_k+1には送信装置Ｔｘ_kにより電流ｉ_Oが流れるが、データ伝送線Ｌ_kには電流は流れないので、電位差ΔＶ_kk+1＝Ｒｉ_Oとなる。
【０１１５】
したがって、送信データＳ_k，Ｓ_k+1と電位差ΔＶ_kk+1は、下記に示す表６のような関係となる。
【０１１６】
【表６】

【０１１７】
そして、受信データ判定装置１６により、受信装置Ｒｘ_kk+1により得られた電位差をもとに、受信データＤ_kおよびＤ_k+1を復元する。例えば、検出された電位差ΔＶ_kk+1＝−Ｒｉ_Oならば、受信データＤ_k＝“１”，Ｄ_k+1＝“０”となる。このように、検出された電位差ΔＶ_kk+1は、４通りのいずれかの値になるので、電位差ΔＶ_kk+1から受信データＤ_k，Ｄ_k+1を一意に判定できる。
【０１１８】
尚、上述した第３の実施形態における差動信号の多値検出（受信装置Ｒｘ）には、第１の実施形態と同様に図５（ａ）に示すような、差動比較器を用いることができる。
【０１１９】
本実施形態では、各受信装置Ｒｘへの入力となる２つのデータ伝送線Ｌ間の電位差として取り得る値は、−Ｒｉ_O，０，Ｒｉ_O，２Ｒｉ_Oの４通りである。したがって、これを検出するには、例えば図５（ａ）の差動比較器を３つ用意し、それぞれの基準電位差として、ΔＶｒｅｆ１，ΔＶｒｅｆ２，ΔＶｒｅｆ３を与えればよい。ただし、−Ｒｉ_O＜ΔＶｒｅｆ１＜０＜ΔＶｒｅｆ２＜Ｒｉ_O＜ΔＶｒｅｆ３＜２Ｒｉ_Oという関係を満たすように、基準電圧ΔＶｒｅｆを選ぶものとする。これにより、出力Ｖｏｕｔ１〜Ｖｏｕｔ３を観測していると、電位差が４つのレベルのうちのどの値となっているかを判定することができる。
【０１２０】
例えば、２つのデータ伝送線Ｌ間の電位差ΔＶｉｎ＝Ｖｉｎ１−Ｖｉｎ２がＲｉ_Oの時には、差動比較器の出力のうち、Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２は“Ｈ”レベルを、Ｖｏｕｔ３は“Ｌ”レベルを出力する。また、２つのデータ伝送線Ｌ間の電位差ΔＶｉｎ＝Ｖｉｎ１−Ｖｉｎ２が０の時には、差動比較器の出力のうち、Ｖｏｕｔ１は“Ｈ”レベルを、Ｖｏｕｔ２，Ｖｏｕｔ３は“Ｌ”レベルを出力する。
【０１２１】
尚、後掲する表７は、各比較器の出力Ｖｏｕｔ１〜Ｖｏｕｔ３と、これにより検出される入力端子間の電位差ΔＶｉｎとの関係をまとめて示したものである。
【０１２２】
【表７】

【０１２３】
上記のように、第３の実施形態では、２つの送信装置からの送信データにより、受信装置の入力端子間の電位差で受信データを復元できる。すなわち、ペアの送信装置以外の送信データを受信データの復元のために必要としないので、データ伝送速度を向上することができる。
【０１２４】
また、第３の実施形態では、データ伝送線の各受信装置側端を、それぞれ抵抗を介して終端することによりデータ伝送間に生じる電位差を検出し、検出信号を得るように構成した場合を例に説明したが、これに限らず、例えばデータ伝送線を流れる電流を検出することによっても可能である。
（第４の実施形態）
図１０は、本発明の第４の実施形態にかかる半導体集積回路装置の一構成例を概略的に示すものである。尚、第４の実施形態の発明は、ペアの送信装置Ｔｘ_k，Ｔｘ_k+1で１本のデータ伝送線を共有し、送信装置Ｔｘ_k+1が２本のデータ伝送線に接続された構成となっている。
【０１２５】
この半導体集積回路装置は、送信側ＬＳＩ（第１の集積回路）１１の各送信装置Ｔｘと、受信側ＬＳＩ１２（第２の集積回路）の受信装置Ｒｘとの間が、複数のデータ伝送線Ｌ₁〜Ｌ_Nを介して接続され、ペア（２つで一組とする）の送信装置で１本のデータ伝送線を共有している。すなわち、送信装置Ｔｘ_k，Ｔｘ_k+1と受信装置Ｒｘ_kk+1は、データ伝送線Ｌ_k，Ｌ_k+1を介して接続されており、送信装置Ｔｘ_kはデータ伝送線Ｌ_kに接続され、送信装置Ｔｘ_k+1はデータ伝送線Ｌ_kおよびＬ_k+1に接続され、データ伝送線Ｌ_kを送信装置Ｔｘ_k，Ｔｘ_k+1で共有している。
【０１２６】
上記送信側ＬＳＩ１１は、送信データＳ₁〜Ｓ_Nの出力を差動信号で行うための、少なくとも２つ以上の送信装置Ｔｘ、上記データ伝送線Ｌの一端（送信側）がそれぞれ接続される複数の送信パッド１３を有して構成されている。送信装置Ｔｘは、第１の実施形態と同様な構成である。
【０１２７】
上記受信側ＬＳＩ１２は、送信データＳ₁〜Ｓ_Nの検出を差動信号で行うための、少なくとも１つ以上の受信装置Ｒｘ、上記データ伝送線Ｌの他端（受信側）がそれぞれ接続される複数の受信パッド１５、および、受信データＤ₁〜Ｄ_Nを判定するための受信データ判定装置１６から構成されている。
【０１２８】
上記データ伝送線Ｌは、一端が各送信パッド１３に接続されるとともに、他端が各受信パッド１５に接続されて、その一部がペアを組む送信装置Ｔｘ間で共有されている。また、データ伝送線Ｌの各受信装置Ｒｘ側端は、該データ伝送線Ｌの特性インピーダンスＺ₀にマッチングするように、抵抗１７（Ｒ＝Ｚ₀）をそれぞれ介して終端されている。
【０１２９】
例えば、送信装置Ｔｘ₁はデータ伝送線Ｌ₁を介してデータ伝送し、送信装置Ｔｘ₂はデータ伝送線Ｌ₁およびＬ₂を介してデータ伝送する。そして、受信装置Ｒｘ₁₂はデータ伝送線Ｌ₁，Ｌ₂を介して送信装置Ｔｘ₁，Ｔｘ₂からのデータを受信する。また、送信装置Ｔｘ₃はデータ伝送線Ｌ₃を介してデータ伝送し、送信装置Ｔｘ₄はデータ伝送線Ｌ₃およびＬ₄を介してデータ伝送する。そして、受信装置Ｒｘ₃₄はデータ伝送線Ｌ₃，Ｌ₄を介して送信装置Ｔｘ₃，Ｔｘ₄からのデータを受信する。すなわち、２つの送信装置と１つの受信装置は２本のデータを介して接続され、２つの送信装置は２本のデータ伝送線のうち１本を共有している。
【０１３０】
第４の実施形態の場合、第３の実施形態と同様に、隣接するすべての送信装置についてデータ伝送線を共有する必要はなく、また、送信側ＬＳＩ側に基準信号を発生するための発生装置を有する必要はない。
【０１３１】
このように、第４の実施形態におけるデータ伝送線Ｌの本数は、非差動信号方式の場合と同じ本数（Ｎ本）に抑えることができる。また、受信装置数は、送信装置に対して１／２で済むので、受信側の面積を減少することができる。
【０１３２】
尚、ペアの送信装置Ｔｘ_k，Ｔｘ_k+1を考えた場合、送信装置Ｔｘ_kの出力端子の一方は、安定性のために、できれば同じ電源に接続されているのが望ましい。
【０１３３】
以下に、本実施形態の受信データＤの復元方法について、図１１を用いて説明する。尚、ここでは第ｋ番目の送信装置Ｔｘ_kと第ｋ＋１番目の送信装置Ｔｘ_k+1のペアを考え、送信データＳ_kが“０”の時にはデータ伝送線Ｌ_kに電流ｉ_Oが流れるように、送信装置Ｔｘ_k+1により送られる送信データＳ_k+1が“１”の時にはデータ伝送線Ｌ_kに電流ｉ_Oが流れるように、送信データＳ_k+1が“０”の時にはデータ伝送線Ｌ_k+1に電流ｉ_Oが流れるように制御されるものとする。また、送信装置Ｔｘ_kにより送られる送信データＳ_kが“１”の時にはデータ伝送線に電流が流れるような制御はされない。尚、送信データＳ_kが“１”の時には、安定性のために他のところ、できれば同じ電源から電流を引いてもよい。
【０１３４】
受信装置Ｒｘ_kk+1で検出される受信電圧の正負は、図１１の受信側ＬＳＩの受信パッド間に示した矢印の先の電位が、矢印の根元の電位よりも高い時に「正」、低い時に「負」と定義する。
【０１３５】
送信装置Ｔｘ_k，Ｔｘ_k+1から送られる送信データＳ_k，Ｓ_k+1は、次の４通りが考えられる。
【０１３６】
送信データＳ_k＝“１”、送信データＳ_k+1＝“１”の場合、データ伝送線Ｌ_kには送信装置Ｔｘ_k+1により電流ｉ_Oが流れるが、データ伝送線Ｌ_k+1には電流が流れないので、電位差ΔＶ_kk+1＝−Ｒｉ_Oとなる。
【０１３７】
送信データＳ_k＝“１”、送信データＳ_k+1＝“０”の場合、データ伝送線Ｌ_k+1には送信装置Ｔｘ_k+1により電流ｉ_Oが流れるが、データ伝送線Ｌ_kには電流は流れないので、電位差ΔＶ_kk+1＝Ｒｉ_Oとなる。
【０１３８】
送信データＳ_k＝“０”、送信データＳ_k+1＝“１”の場合、データ伝送線Ｌ_kには送信装置Ｔｘ_kおよびＴｘ_k+1により電流２ｉ_Oが流れるが、データ伝送線Ｌ_k+1には電流は流れないので、電位差ΔＶ_kk+1＝−２Ｒｉ_Oとなる。
【０１３９】
また、送信データＳ_k＝“０”、送信データＳ_k+1＝“０”の場合、データ伝送線Ｌ_kには送信装置Ｔｘ_kにより電流ｉ_Oが流れ、データ伝送線Ｌ_k+1には送信装置Ｔｘ_k+1により電流ｉ_Oが流れるので、電位差ΔＶ_kk+1＝０となる。
【０１４０】
したがって、送信データＳ_k、Ｓ_k+1と電位差ΔＶ_kk+1は、下記に示す表８のような関係となる。
【０１４１】
【表８】

【０１４２】
そして、受信データ判定装置１６により、受信装置Ｒｘ_kk+1により得られた電位差をもとに、受信データＤ_kおよびＤ_k+1を復元する。例えば、検出された電位差ΔＶ_kk+1＝−Ｒｉ_Oならば、受信データＤ_k＝“１”，Ｄ_k+1＝“１”となる。このように、検出された電位差ΔＶ_kk+1は、４通りのいずれかの値になるので、電位差ΔＶ_kk+1から受信データＤ_k，Ｄ_k+1を一意に判定できる。
【０１４３】
尚、上述した第４の実施形態における差動信号の多値検出（受信装置Ｒｘ）には、第１の実施形態と同様に図５（ａ）に示すような、差動比較器を用いることができる。
【０１４４】
本実施形態では、各受信装置Ｒｘへの入力となる２つのデータ伝送線Ｌ間の電位差として取り得る値は、−２ＲｉＯ，−Ｒｉ_O，０，Ｒｉ_Oの４通りある。したがって、これを検出するには、例えば図５（ａ）のような差動比較器を３つ用意し、それぞれの基準電位差として、ΔＶｒｅｆ１，ΔＶｒｅｆ２，ΔＶｒｅｆ３を与えればよい。ただし、−２ＲｉＯ＜ΔＶｒｅｆ１＜−Ｒｉ_O＜ΔＶｒｅｆ２＜０＜ΔＶｒｅｆ３＜Ｒｉ_Oという関係を満たすように、基準電圧ΔＶｒｅｆを選ぶものとする。これにより、出力Ｖｏｕｔ１〜Ｖｏｕｔ３を観測していると、電位差が４つのレベルのうちのどの値となっているかを判定することができる。
【０１４５】
例えば、２つのデータ伝送線Ｌ間の電位差ΔＶｉｎ＝Ｖｉｎ１−Ｖｉｎ２が０の時には、差動比較器の出力のうち、Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２は“Ｈ”レベルを、Ｖｏｕｔ３は“Ｌ”レベルを出力する。また、２つのデータ伝送線Ｌ間の電位差ΔＶｉｎ＝Ｖｉｎ１−Ｖｉｎ２が−Ｒｉ_Oの時には、差動比較器の出力のうち、Ｖｏｕｔ１は“Ｈ”レベルを、Ｖｏｕｔ２，Ｖｏｕｔ３は“Ｌ”レベルを出力する。
【０１４６】
尚、後掲する表９は、各比較器の出力Ｖｏｕｔ１〜Ｖｏｕｔ３と、これにより検出される入力端子間の電位差ΔＶｉｎとの関係をまとめて示したものである。
【０１４７】
【表９】

【０１４８】
上記したように、第４の実施形態では、２つの送信装置からの送信データにより、受信装置の入力端子間の電位差で受信データを復元できる。すなわち、ペアの送信装置以外の送信データを受信データの復元のために必要としないので、データ伝送速度を向上することができる。
【０１４９】
また、第４の実施形態では、データ伝送線の各受信装置側端を、それぞれ抵抗を介して終端することによりデータ伝送間に生じる電位差を検出し、検出信号を得るように構成した場合を例に説明したが、これに限らず、例えばデータ伝送線を流れる電流を検出することによっても可能である。
（第５の実施形態）
図１２は、本発明の第５の実施形態にかかる半導体集積回路装置の一構成例を概略的に示すものである。尚、ここでは、データ伝送線を流れる電流を検出することによって、検出信号を得るように構成した場合を例に説明する。
【０１５０】
例えば、この半導体集積回路装置は、送信側ＬＳＩ（第１の集積回路）１１´と、受信側ＬＳＩ（第２の集積回路）１２´との間が、複数のデータ伝送線Ｌを介して接続されている。そして、送信側ＬＳＩ１１´から受信側ＬＳＩ１２´へのデータ伝送を、それぞれ一対（２本）のデータ伝送線Ｌ´を介して行う、いわゆる差動信号方式の単一方向通信が実現されている。
【０１５１】
上記送信側ＬＳＩ１１´は、送信データＳ₁〜Ｓ_Nの出力を差動信号で行うための、少なくとも２つ以上の送信装置Ｔｘ´₁〜Ｔｘ´_N、および、上記データ伝送線Ｌの一端（送信側）がそれぞれ接続される複数の送信パッド１３´を有して構成されている。
【０１５２】
上記送信装置Ｔｘ´は、例えば図１３に示すように、隣接する上記送信パッド１３´の一方／他方にそれぞれつながる２つの出力端子２１ａ´_-1、２１ａ´_-2と、定電流源２１ｂ´と、この定電流源２１ｂ´に流れる電流ｉ_Oの、各対の上記データ伝送線Ｌ上を流れる向きを、送信データＳ（Ｓ₁〜Ｓ_N）に応じて切り換えるためのスイッチ回路２１ｃ´とを有して、それぞれ構成されている。
【０１５３】
例えば、送信データＳが“０”の時（同図（ａ）参照）には、一方（同図上側）の出力端子２１ａ´_-1につながるデータ伝送線Ｌから、他方（図示下側）の出力端子２１ａ´_-2につながるデータ伝送線Ｌへと、図に矢印で示した向きに電流ｉ_Oが流れるように、また、送信データＳが“１”の時（同図（ｂ）参照）には、他方の出力端子２１´ａ_-2につながるデータ伝送線Ｌから、一方の出力端子２１´ａ_-1につながるデータ伝送線Ｌへと、図に矢印で示した向きに電流ｉ_Oが流れるように、スイッチ回路２１ｃ´によって定電流源２１ｂ´との間の接続の切り換えが行われる。
【０１５４】
また、図１２において、上記受信側ＬＳＩ１２´は、送信データＳ₁〜Ｓ_Nの検出を差動信号で行うための、少なくとも２つ以上の受信装置Ｒｘ´₁〜Ｒｘ´_N、上記データ伝送線Ｌ´の他端（受信側）がそれぞれ接続される複数の受信パッド１５´、および、上記受信装置Ｒｘ´の各出力（検出信号）をもとに、受信データＤ₁〜Ｄ_Nを判定（一意に復元）するための、受信データ判定装置１６´から構成されている。
【０１５５】
上記受信装置Ｒｘ´は、例えば各対のデータ伝送線Ｌを流れる電流ｉ_Oの向きを検出するための電流計（図示せず）により、それぞれ構成されている。
【０１５６】
上記各データ伝送線Ｌは、一端が各送信パッド１３´に接続されるとともに、他端が各受信パッド１５´に接続されて、その一部が、隣接する送信装置Ｔｘ´間および隣接する上記受信装置Ｒｘ´間でそれぞれ共有されるようになっている。
【０１５７】
尚、上記データ伝送線Ｌ´の各受信装置側端は、例えば該データ伝送線Ｌ´を上記受信装置Ｒｘ´の入力インピーダンスとマッチングさせるなど、適当なインピーダンスをそれぞれ介して接続されるようになっている。
【０１５８】
次に、上記した構成における受信データＤの復元方法について説明する。尚、ここでは、ｋ番目の受信装置Ｒｘ´_kにより検出される電流をＩ_kとし、この電流Ｉ_kから受信データＤ_kを判定する場合について考える。
【０１５９】
また、受信電流の正負は、電流ｉ_Oの流れる方向が図１２に示した矢印の向きと同じ時に「正」、その逆の向きの時に「負」、と定義する。
【０１６０】
例えば、送信データＳ_kが“１”の時、データ伝送線Ｌ´_k+1からデータ伝送線Ｌ´_kに電流ｉ_Oが流れるので、Ｉ_k＝ｉ_Oとなる。一方、送信データＳ_kが“０”の時、データ伝送線Ｌ´_kからデータ伝送線Ｌ´_k+1に電流ｉ_Oが流れるので、Ｉ_k＝−ｉ_Oとなる。
【０１６１】
したがって、受信装置Ｒｘ´_kにより検出された信号がｉ_Oならば、受信データ判定装置１６´によってＤ_k＝“１”と判定され、−ｉ_Oならば、Ｄ_k＝“０”と判定される。
【０１６２】
このように、一対のデータ伝送線を流れる電流の向きによってデータ伝送を行う装置においても、隣接する送信装置間および隣接する受信装置間でデータ伝送線を共有させることにより、データ伝送線の本数やパッド数を大幅に削減できる。
【０１６３】
本発明の各実施形態では、送信側ＬＳＩと受信側ＬＳＩ１２との間を、複数のデータ伝送線Ｌを介して接続している場合について説明したが、送信手段（送信装置）と受信手段（受信装置）とを同一ＬＳＩ上に配置して、複数のデータ伝送線を介して接続してもよい。
【０１６４】
その他、この発明の要旨を変えない範囲において、種々変形実施可能なことは勿論である。
【０１６５】
【発明の効果】
以上、詳述したようにこの発明によれば、高い周波数で動作が可能な差動信号方式を用い、従来の差動信号方式よりもデータ伝送線の本数やパッド数を少なくすることができ、しかも、送信できるデータ量を増大させることが可能な半導体集積回路装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる、半導体集積回路装置を示す概略構成図。
【図２】第１の実施形態の半導体集積回路装置における、送信装置の構成例を示す概略図。
【図３】第１の実施形態の半導体集積回路装置における、受信データＤ１，Ｄ２の復元方法について説明するために示す、半導体集積回路装置の概略図。
【図４】第１の実施形態の半導体集積回路装置における、受信データＤｋの復元方法について説明するために示す、半導体集積回路装置の概略図。
【図５】第１の実施形態の半導体集積回路装置における、受信装置の構成例を示す概略図。
【図６】本発明の第２の実施形態にかかる、半導体集積回路装置を示す概略構成図。
【図７】第２の実施形態の半導体集積回路装置における、受信データＤｋの復元方法について説明するために示す、半導体集積回路装置の概略図。
【図８】本発明の第３の実施形態にかかる、半導体集積回路装置を示す概略構成図。
【図９】第３の実施形態の半導体集積回路装置における、受信データＤｋの復元方法について説明するために示す、半導体集積回路装置の概略図。
【図１０】本発明の第４の実施形態にかかる、半導体集積回路装置を示す概略構成図。
【図１１】第４の実施形態の半導体集積回路装置における、受信データＤｋの復元方法について説明するために示す、半導体集積回路装置の概略図。
【図１２】本発明の第５の実施形態にかかる、半導体集積回路装置を示す概略構成図。
【図１３】第５の実施形態の半導体集積回路装置における、送信装置の構成例を示す概略図。
【図１４】従来の差動信号方式による半導体集積回路装置を示す概略構成図。
【符号の説明】
１１…送信側ＬＳＩ
１２…受信側ＬＳＩ
１３…送信パッド
１４…発生装置
１５…受信パッド
１６…受信データ判定装置
１７…抵抗
Ｔｘ…送信装置
Ｒｘ…受信装置
Ｌ…データ伝送線
Ｓ…送信データ
Ｄ…受信データ
ｉ_O…電流

Claims (9)

1. Ｎ（Ｎは２以上の整数）ビットのデータの送受信を差動信号方式で行う半導体集積回路装置において、
   前記データの送信を行う、Ｎ個の送信装置を有する第１の集積回路と、
   前記データの検出を行う、Ｎ−１個の受信装置を有する第２の集積回路と、
   前記送信装置と前記受信装置とを接続し、前記Ｎビットのデータを差動信号で伝送するＮ本のデータ伝送線と
   を備え、
   Ｎ番目の前記データ伝送線を、Ｎ−１番目とＮ番目の前記送信装置間で共有する
   ことを特徴とする半導体集積回路装置。
2. Ｎ（Ｎは２以上の整数）ビットのデータの送受信を差動信号方式で行う半導体集積回路装置において、
   前記データの送信を行う、Ｎ個の送信装置を有する第１の集積回路と、
   前記データの検出を行う、Ｎ個の受信装置を有する第２の集積回路と、
   前記受信装置の１つに基準信号を与える基準信号発生手段と、
   前記送信装置と前記受信装置とを接続し、前記Ｎビットのデータを差動信号で伝送するＮ本のデータ伝送線と、
   を備え、
   Ｎ番目の前記データ伝送線を、Ｎ−１番目とＮ番目の前記送信装置間で共有する
   ことを特徴とする半導体集積回路装置。
3. 各１ビットの第１および第２のデータの送信を行う、差動信号方式の第１および第２の送信装置を有する第１の集積回路と、
   前記第１および第２のデータの検出を行う、差動信号方式の受信装置を有する第２の集積回路と、
   前記第１の送信装置と前記受信装置とを接続し、前記第１のデータの一極性の信号を伝送する第１のデータ伝送線と、
   前記第１および第２の送信装置と前記受信装置とを接続し、前記第１のデータの他の極性の信号および前記第２のデータの一極性の信号を伝送する第２のデータ伝送線と
   を備えることを特徴とする半導体集積回路装置。
4. 前記データ伝送線は、
   前記隣接する２つの送信装置の異なる極性の信号端子間で共有する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の半導体集積回路装置。
5. 前記第１の集積回路からのデータの出力は、同時に送出されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の半導体集積回路装置。
6. 前記第２の集積回路は、
   前記受信装置で受信した多値の差動信号をもとに、前記送信装置から出力されたデータを判定する受信データ判定手段
   を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の半導体集積回路装置。
7. 前記受信装置は、接続されたデータ伝送線間の電位差を検出する
   ことを特徴とする請求項３乃至６のいずれかに記載の半導体集積回路装置。
8. 前記受信装置は、流れる電流の向きを検出する
   ことを特徴とする請求項３乃至６のいずれかに記載の半導体集積回路装置。
9. Ｎ（Ｎは２以上の整数）ビットのデータの送受信を差動信号方式で行う半導体集積回路装置において、
   前記データの送信を行う、Ｎ個の送信手段を有する第１の集積ブロックと、
   前記データの検出を行う、Ｎ−１個の受信手段を有する第２の集積ブロックと、
   前記送信手段と前記受信手段とを接続し、前記Ｎビットのデータを差動信号で伝送するＮ本のデータ伝送線と
   を備え、
   Ｎ番目の前記データ伝送線を、Ｎ−１番目とＮ番目の前記送信手段間で共有する
   ことを特徴とする半導体集積回路装置。

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